芝麻餅殘油量對其蛋白質降解的影響

程　益，田　云，楊文蛟，李　童，周海燕，吳永堯

(湖南農業大學生物科學技術學院，湖南 長沙 410128)

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芝麻餅殘油量對其蛋白質降解的影響

程益，田云，楊文蛟，李童，周海燕，吳永堯

(湖南農業大學生物科學技術學院，湖南 長沙 410128)

用實驗室前期篩選得到的一株能降解芝麻餅粗蛋白的菌株LQ對不同殘油量的芝麻餅進行發酵實驗，分析了芝麻餅殘油量對其粗蛋白降解的影響。結果表明：菌株LQ對殘油量最低的芝麻餅5的降解效果最好，其蛋白酶活約為567.93 U·mL-1，蛋白質降解率約為51.89%，氨基酸轉化率為13.27%，有機酸轉化率為0.11%。隨著芝麻餅中殘油量的降低，粗蛋白含量提高，同時蛋白酶的活性也相應提高，粗蛋白的降解效果更好。

芝麻餅；殘油量；粗蛋白降解

芝麻香油深受人們的喜愛，隨著生活水平的提高，人們更加注重油脂來源的綠色、健康、環保。浸出法提取芝麻油工藝較成熟，出油率高，便于大規模連續化生產，但存在步驟繁多、設備復雜、生產安全性低和環境污染等缺點[1]。所以人們更傾向于選擇傳統的壓濾法。壓濾法制油是利用液體靜壓力傳遞原理，通過液體傳遞施加給油料壓力，在靜壓條件下使油料受到擠壓，把油從油料中壓榨出來[2]。壓濾法取油后的副產物是芝麻餅[3]。壓濾法的工藝特點是油品的風味濃郁，沒有煙熏味，口感較好，但是芝麻餅的殘油量較高(8%左右)，自動化程度低。芝麻餅富含蛋白質,其蛋白質平均含量約35%，同時還含有大量的必需氨基酸，如精氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸和蛋氨酸等，我國芝麻油生產后的副產物的年產量高達42萬t以上[4]。目前，對油料蛋白的利用研究主要集中在豆粕、油菜籽粕[5]、棉籽粕、芝麻粕[6]等粕類物質，而對芝麻餅蛋白質、脂類物質降解的研究較少。

作者用實驗室前期篩選得到的高效蛋白質降解菌LQ對不同殘油量的芝麻餅進行發酵，研究芝麻餅殘油量對其蛋白質降解的影響，為不同品種和不同生產工藝的芝麻餅中的粗蛋白和粗脂肪的充分利用提供理論和實驗依據。

1　實驗

1.1材料、培養基與試劑

從榨油廠選取不同壓榨程度的5種芝麻餅。

菌種：實驗室前期篩選的能高效降解芝麻蛋白質的芽孢桿菌LQ。

試管斜面培養基：牛肉膏0.5%，蛋白胨1%，NaCl0.2%，瓊脂1.7%，酵母膏0.2%，pH值7.0。

搖瓶發酵培養基[7]：可溶性淀粉1%，芝麻餅10%，磷酸二氫鉀0.1%，氯化鈣0.1%，氯化鎂0.05%。

茚三酮試劑； 4mol·L-1醋酸緩沖液；0.1%Vc； 混合指示劑(0.1g甲基紅和0.5g溴甲酚綠指示劑溶于100mL95%乙醇，調節pH=4.5)； 2%硼酸溶液； 0.01mol·L-1氫氧化鈉標準溶液； 1%酚酞溶液；60%濃硫酸溶液； 60%高氯酸溶液；40%氫氧化鈉溶液；0.01mol·L-1鹽酸標準溶液。

1.2發酵方法

在試管斜面培養基中活化菌種。將芝麻餅粉碎，過40目篩，稱取10g于100mL發酵培養基中，接種量5%，在37 ℃、200r·min-1、pH值自然條件下發酵48h[7]，分別測定發酵液中粗蛋白質、游離氨基酸、有機酸含量和中性蛋白酶酶活。

1.3測試方法

芝麻餅中粗蛋白質含量的測定采用凱氏定氮法[8]。

芝麻餅中粗脂肪含量的測定采用索氏抽提法[9]。

發酵液中中性蛋白酶酶活的測定采用福林酚法[10]。

發酵液中游離氨基酸含量的測定采用茚三酮法[11]。

發酵液中有機酸含量的測定：發酵液于4 000 r·min-1下離心15 min，取上清液稀釋25倍，過濾，取濾液50 mL，用0.01 mol·L-1的NaOH標準溶液滴定，計算有機酸含量。

菌株生物量的測定：菌株生物量采用平板菌落計數法測定[12]。將發酵液稀釋后涂布平板培養基，置于35 ℃下培養1 d，計數菌落數(以每平皿30～300個為宜)。

2　結果與討論

2.1芝麻餅中粗蛋白和粗脂肪的含量(表1)

由表1可知，5種芝麻餅的粗蛋白含量在33.42%～36.07%之間，平均粗蛋白含量35%左右，粗脂肪含量在7.76%～10.43%之間，平均粗脂肪含量8.71%。

表1　芝麻餅中粗蛋白和粗脂肪的含量/%Tab.1　Contents of crude protein and crude fat of sesame crackers/%

芝麻餅中粗蛋白含量越高，其粗脂肪含量越低。

2.2芝麻餅發酵液中中性蛋白酶酶活(圖1)

圖1　芝麻餅發酵液中的中性蛋白酶酶活比較

由圖1可知，以5種芝麻餅為底物時發酵所產中性蛋白酶酶活在184.26～567.93 U·mL-1之間。芝麻餅5所產中性蛋白酶酶活最高，明顯高于芝麻餅1，表明相同條件下，芝麻餅中殘油量越低，菌株LQ所產中性蛋白酶酶活越高。

2.3芝麻餅發酵液中菌株生物量(圖2)

圖2　芝麻餅發酵液中菌株生物量

由圖2可知，芝麻餅中殘油量越低，發酵后所產生物量越高；芝麻餅5發酵48 h后，所產生物量最高，約為(172±12.436)×107個·mL-1。這是因為，芝麻餅中殘油量增加，則其粗蛋白含量相對減少，菌株生長所需的營養物質相對減少，因而所產生物量、中性蛋白酶酶活降低。

2.4芝麻餅降解前后的粗蛋白含量和降解率(圖3)

圖3　芝麻餅降解前后的粗蛋白含量(a)和降解率(b)

由圖3a可知，5種芝麻餅降解前后粗蛋白含量有明顯差異，降解后芝麻餅中粗蛋白的含量明顯降低，說明芝麻餅中粗蛋白能被高效降解。

由圖3b可知，粗蛋白降解率從芝麻餅1到芝麻餅5逐漸升高，芝麻餅5降解率最高，達51.89%。表明，芝麻餅中的殘油量越低，粗蛋白含量越高，發酵所產生物量越高，中性蛋白酶酶活也越高，粗蛋白的降解率也越高。

2.5芝麻餅降解前后的游離氨基酸含量和轉化率(圖4)

圖4　芝麻餅降解前后游離氨基酸含量(a)和轉化率(b)

由圖4a可知，5種芝麻餅的游離氨基酸含量降解前后差別明顯，降解后游離氨基酸含量明顯增加，其中芝麻餅5降解后游離氨基酸含量最高，表明芝麻餅的粗蛋白能被菌株LQ降解。

由圖4b可知，5種芝麻餅的游離氨基酸的轉化率隨殘油量的降低呈上升趨勢，芝麻餅中粗蛋白大部分降解為氨基酸，其中降解效果越好，游離氨基酸的含量越多，氨基酸的轉化率就越高。餅肥是含氮較高的有機肥料，其中80%以上的氮素都是以有機氮的形式存在[13]。而芝麻餅5的游離氨基酸含量最高，可以作為有機肥料。

2.6芝麻餅降解前后的有機酸含量和轉化率(圖5)

由圖5a可知，降解后5種芝麻餅的有機酸含量都略有增加，表明菌株LQ不僅具有降解蛋白質的能力，還有一定的油脂降解能力。

由圖5b可知，芝麻餅降解后有機酸的轉化率無明顯差別且很低，說明菌株LQ對油脂的降解能力較低。

2.7討論

對5種不同殘油量的芝麻餅進行成分分析，芝麻餅5的殘油量最低，粗脂肪含量7.76%，粗蛋白含量最高,為36.07%。高效蛋白質降解菌株LQ對芝麻餅5的降解效果最好。芝麻餅殘油量越低，粗蛋白質含量相對越高，可能越有利于菌株的生長、蛋白酶的合成及粗蛋白的降解，這與顏焱娜[14]對不同餅粕粗蛋白的降解實驗結論相似。與婁立起[7]對芝麻粕發酵的研究相比，粗蛋白的降解率要低。這與芝麻餅與芝麻粕

圖5　芝麻餅降解前后有機酸含量(a)和轉化率(b)

的營養成分含量不同有關。發酵后，有機酸含量均有增加，說明菌株LQ不僅具有降解蛋白質的能力，還有一定的油脂降解能力?？蔀橹ヂ轱灥鞍踪|降解和脂肪降解提供參考，并為蛋白質和脂肪降解菌的復合菌發酵提供參考。

3　結論

用實驗室前期篩選得到的高效蛋白質降解菌株LQ對不同殘油量的芝麻餅進行發酵實驗，分析了殘油量對芝麻餅粗蛋白降解的影響。結果表明，殘油量最低的芝麻餅5的粗蛋白降解效果最好，發酵所產中性蛋白酶酶活約為567.93 U·mL-1，蛋白質降解率約為51.89%，氨基酸轉化率為13.27%，有機酸轉化率為0.11%。5種芝麻餅的殘油量不同，發酵所產蛋白酶酶活以及粗蛋白的降解效果也有差異。芝麻餅殘油量越低，所產中性蛋白酶酶活越高，粗蛋白降解效果越好。

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Effect of Residual Oil Content on Protein Degradation of Sesame Crackers

CHENG Yi，TIAN Yun，YANG Wen-jiao，LI Tong，ZHOU Hai-yan，WU Yong-yao

(CollegeofBioscienceandBiotechnology，HunanAgriculturalUniversity，Changsha410128，China)

AfermentationexperimentofsesamecrackerswithdifferentresidualoilcontentswascarriedoutwithapreliminarilyscreenedcrudeproteindegradingstrainLQ.Theeffectofresidualoilcontentonthedegradationofcrudeproteinofsesamecrackerswasanalyzed.TheresultsshowedthatthestrainLQhadthebestdegradationeffectonsesamecracker5withthelowestresidualoilcontent，inwhichtheproteaseactivitywasabout567.93U·mL-1，proteindegradationratewasabout51.89%，aminoacidconversionratewas13.27%，organicacidconversionratewas0.11%.Withthedecreasingofresidualoilcontentofsesamecrackers，thecrudeproteincontentincreased，theproteaseactivitywascorrespondinglyimproved，andthedegradationeffectofcrudeproteinswasbetter.

sesamecrackers；residualoilcontent；crudeproteindegradation

2016-04-28

程益(1991-)，男，湖南慈利人，碩士研究生，研究方向：生物技術與工程，E-mail:eshown172@163.com；通訊作者：周海燕，副教授，E-mail:petrelshirley@163.com；吳永堯，教授，E-mail:sws001@163.com。

10.3969/j.issn.1672-5425.2016.09.014

TQ 920.9

A

1672-5425(2016)09-0058-04

程益，田云，楊文蛟，等.芝麻餅殘油量對其蛋白質降解的影響[J].化學與生物工程，2016，33(9)：58-61.